一种识别正交调制信号的调制格式的方法及装置与流程

技术特征：

1.一种识别正交调制信号的调制格式的方法，其特征在于，包括：

对接收的正交调制信号的符号序列进行功率归一化处理，得到符号序列所包含的多个符号各自的归一化功率；

根据确定的所述多个符号的归一化功率，确定所述多个符号的归一化功率落在预设的多个功率范围内的概率，其中，所述预设的多个功率范围是根据预先选择的多个基准调制格式设定的；具体包括：预先在各调制格式中选择出多个基准调制格式，并根据选择的每个基准调制格式预设多个功率备选范围；根据选择的任一基准调制格式，确定在无光噪声情况下该基准调制格式中各符号的基准归一化功率；根据确定的任一基准归一化功率，在预设的光信噪比条件下确定该基准调制格式中该基准归一化功率的概率分布；根据在该基准调制格式条件下预设的任一功率备选范围，确定满足公式df/du_th＝0时的u_th作为在该功率备选范围内确定的功率临界值，其中，E_i为确定的小于该功率备选范围内最小值的第i个基准归一化功率，p(E_i)为理想状态下该基准调制格式中出现功率为E_i的符号的概率，E_j为确定的大于该功率备选范围内最大值的第j个基准归一化功率，p(E_j)为理想状态下该基准调制格式中出现功率为E_j的符号的概率，σ²为在所述预设的光信噪比条件下的噪声功率，I₀()为第一类修正贝塞尔函数，w_i(u)为确定的该基准调制格式中小于该功率备选范围内最小值的第i个基准归一化功率在所述预设的光信噪比条件下的概率分布，w_j(u)为确定的该基准调制格式中大于该功率备选范围内最大值的第j个基准归一化功率在所述预设的光信噪比条件下的概率分布；根据确定的每个功率临界值预设功率范围；

根据所述多个符号的归一化功率落在所述多个功率范围内的概率的比值，确定所述正交调制信号的功率分布特征值；

将确定的所述功率分布特征值与预设的多个门限值进行比较，根据比较结果确定所述正交调制信号的调制格式。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对接收的正交调制信号的符号序列进行功率归一化处理，得到符号序列所包含的多个符号各自的归一化功率，具体包括：

根据所述正交调制信号的符号序列中包含的多个符号的功率，确定所述多个符号的功率平均值；

针对所述符号序列中包含的每个符号，确定该符号的功率与所述功率平均值的比值，作为该符号的归一化功率。

3.如权利要求1或2所示的方法，其特征在于，所述正交调制信号的调制格式为四相相移键控QPSK格式、16正交幅度调制QAM格式、32QAM格式、64QAM格式、128QAM格式、256QAM格式中的一种。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当预先选择的基准调制格式为16QAM格式时，预设的功率备选范围为(0.2，1.0)和(1.0，1.8)；

当预先选择的基准调制格式为256QAM格式时，预设的功率备选范围为(1.8，2.0)和(2.1，2.3)；

当预先选择的基准调制格式为32QAM格式时，预设的功率备选范围为(0.1，0.5)、(0.5，0.9)和(0.9，1.3)；

当预先选择的基准调制格式为64QAM格式时，预设的功率备选范围为(0.8，1.2)、(0.6，0.8)和(1.2，1.4)。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据确定的每个功率临界值预设功率范围，具体包括：

当预先选择的基准调制格式为16QAM格式时，将在功率备选范围(0.2，1.0)内确定的功率临界值作为第一临界值Pth1，将功率备选范围(0.2，1.0)内确定的功率临界值作为第二临界值Pth2，预设功率范围为[Pth1,Pth2]、(-∞,Pth1)、(Pth2,+∞)；

当预先选择的基准调制格式为256QAM格式时，将在功率备选范围(1.8，2.0)内确定的功率临界值作为第三临界值Pth3，将功率备选范围(2.1，2.3)内确定的功率临界值作为第四临界值Pth4，预设功率范围为[Pth4,+∞)、[Pth3,Pth4)；

当预先选择的基准调制格式为32QAM格式时，将在功率备选范围(0.1，0.5)内确定的功率临界值作为第五临界值Pth5，将功率备选范围(0.5，0.9)内确定的功率临界值作为第六临界值Pth6，将功率备选范围(0.9，1.3)内确定的功率临界值作为第七临界值Pth7，预设功率范围为[Pth5,Pth6]、(-∞,Pth5)、(Pth6,Pth7]；

当预先选择的基准调制格式为64QAM格式时，将在功率备选范围(0.8，1.2)内确定的功率临界值作为第八临界值Pth8和第九临界值Pth9，Pth8小于Pth9，将功率备选范围(0.6，0.8)内确定的功率临界值作为第十临界值Pth10，将功率备选范围(1.2，1.4)内确定的功率临界值作为第十一临界值Pth11，预设功率范围为[Pth8,Pth9]、[Pth10,Pth11]。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，确定所述正交调制信号的功率分布特征值，具体包括：

采用公式确定所述正交调制信号相对于基准调制格式16QAM的第一功率分布特征值Ratio1，其中，P([Pth1,Pth2])为所述正交调制信号中符号的归一化功率落在[Pth1,Pth2]内的概率，P((-∞,Pth1],(Pth2,+∞))为所述正交调制信号中符号的归一化功率落在(-∞,Pth1]或(Pth2,+∞)内的概率；

采用公式确定所述正交调制信号相对于基准调制格式256QAM的第二功率分布特征值Ratio2，其中，P([Pth4,+∞))为所述正交调制信号中符号的归一化功率落在[Pth4,+∞)内的概率，P([Pth3,Pth4))为所述正交调制信号中符号的归一化功率落在[Pth3,Pth4)内的概率；

采用公式确定所述正交调制信号相对于基准调制格式32QAM的第三功率分布特征值Ratio3，其中，P([Pth5,Pth6])为所述正交调制信号中符号的归一化功率落在[Pth5,Pth6]内的概率，P((-∞,Pth5))为所述正交调制信号中符号的归一化功率落在(-∞,Pth5)内的概率，P((Pth6,Pth7])为所述正交调制信号中符号的归一化功率落在(Pth6,Pth7]内的概率；

采用公式确定所述正交调制信号相对于基准调制格式64QAM的第四功率分布特征值Ratio4，其中，P([Pth8,Pth9])为所述正交调制信号中符号的归一化功率落在[Pth8,Pth9]内的概率，P([Pth10,Pth11])为所述正交调制信号中符号的归一化功率落在[Pth10,Pth11]内的概率。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，预设多个门限值，具体包括：

预设使的值最大的第一门限值th1，其中：

P(A(th1)|A)为当已知A信号为QPSK格式的信号时，A信号的Ratio1不小于th1的概率；

P(B(th1)|B)为当已知B信号不是QPSK格式的信号时，B信号的Ratio1小于th1的概率；

预设使的值最大的第二门限值th2，其中：

P(A(th2)|A)为当已知A信号为256QAM格式或64QAM格式的信号、且A信号的Ratio1小于th1时，A信号的Ratio2不小于th2的概率；

P(B(th2)|B)为当已知B信号为32QAM格式或128QAM格式或16QAM格式的信号、且B信号的Ratio1小于th1时，B信号的Ratio2小于th2的概率；

预设使的值最大的第三门限值th3，其中：

P(A(th3)|A)为当已知A信号为256QAM格式的信号、且A信号的Ratio1小于th1、A信号的Ratio2不小于th2时，A信号的Ratio4不小于th3的概率；

P(B(th3)|B)为当已知B信号为64QAM格式的信号、且B信号的Ratio1小于th1、B信号的Ratio2不小于th2时，B信号的Ratio4小于th3的概率；

预设使的值最大的第四门限值th4，其中：

P(A(th4)|A)为当已知A信号为32QAM格式或128QAM格式的信号、且A信号的Ratio1小于th1、A信号的Ratio2小于th2时，A信号的Ratio3不小于th4的概率；

P(B(th4)|B)为当已知B信号为16QAM格式的信号、且B信号的Ratio1小于th1、B信号的Ratio2小于th2时，B信号的Ratio3小于th4的概率；

预设使的值最大的第五门限值th5，其中：

P(A(th5)|A)为当已知A信号为32QAM格式的信号、且A信号的Ratio1小于th1、A信号的Ratio2小于th2、A信号的Ratio3不小于th4时，A信号的Ratio3不小于th5的概率；

P(B(th5)|B)为当已知B信号为128QAM格式的信号、且B信号的Ratio1小于th1、B信号的Ratio2小于th2、B信号的Ratio3不小于th4时，B信号的Ratio3小于th5的概率。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，将确定的所述功率分布特征值与预设的多个门限值进行比较，根据比较结果确定所述正交调制信号的调制格式，具体包括：

当所述Ratio1不小于th1时，确定所述正交调制信号的调制格式为QPSK格式；

当所述Ratio1小于th1、且Ratio2不小于th2、且Ratio4不小于th3时，确定所述正交调制信号的调制格式为256QAM格式；

当所述Ratio1小于th1、且Ratio2不小于th2、且Ratio4小于th3时，确定所述正交调制信号的调制格式为64QAM格式；

当所述Ratio1小于th1、且Ratio2小于th2、且Ratio3不小于th4、且Ratio3不小于th5时，确定所述正交调制信号的调制格式为32QAM格式；

当所述Ratio1小于th1、且Ratio2小于th2、且Ratio3不小于th4、且Ratio3小于th5时，确定所述正交调制信号的调制格式为128QAM格式；

当所述Ratio1小于th1、且Ratio2小于th2、且Ratio3小于th4时，确定所述正交调制信号的调制格式为16QAM格式。

9.一种识别正交调制信号的调制格式的装置，其特征在于，包括：

功率确定模块，用于对接收的正交调制信号的符号序列进行功率归一化处理，得到符号序列所包含的多个符号各自的归一化功率；

概率确定模块，用于根据确定的所述多个符号的归一化功率，确定所述多个符号的归一化功率落在预设的多个功率范围内的概率，其中，所述预设的多个功率范围是根据预先选择的多个基准调制格式设定的；

功率范围设置模块，用于预先在各调制格式中选择出多个基准调制格式，并根据选择的每个基准调制格式预设多个功率备选范围；根据选择的任一基准调制格式，确定在无光噪声情况下该基准调制格式中各符号的基准归一化功率；根据确定的任一基准归一化功率，在预设的光信噪比条件下确定该基准调制格式中该基准归一化功率的概率分布；根据在该基准调制格式条件下预设的任一功率备选范围，确定满足公式df/du_th＝0时的u_th作为在该功率备选范围内确定的功率临界值，其中，E_i为确定的小于该功率备选范围内最小值的第i个基准归一化功率，p(E_i)为理想状态下该基准调制格式中出现功率为E_i的符号的概率，E_j为确定的大于该功率备选范围内最大值的第j个基准归一化功率，p(E_j)为理想状态下该基准调制格式中出现功率为E_j的符号的概率，σ²为在所述预设的光信噪比条件下的噪声功率，I₀()为第一类修正贝塞尔函数，w_i(u)为确定的该基准调制格式中小于该功率备选范围内最小值的第i个基准归一化功率在所述预设的光信噪比条件下的概率分布，w_j(u)为确定的该基准调制格式中大于该功率备选范围内最大值的第j个基准归一化功率在所述预设的光信噪比条件下的概率分布；根据确定的每个功率临界值预设功率范围；

特征确定模块，用于根据所述多个符号的归一化功率落在所述多个功率范围内的概率的比值，确定所述正交调制信号的功率分布特征值；

识别模块，用于将确定的所述功率分布特征值与预设的多个门限值进行比较，根据比较结果确定所述正交调制信号的调制格式。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述功率确定模块具体用于，根据所述正交调制信号的符号序列中包含的多个符号的功率，确定所述多个符号的功率平均值；针对所述符号序列中包含的每个符号，确定该符号的功率与所述功率平均值的比值，作为该符号的归一化功率。

11.如权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述正交调制信号的调制格式为四相相移键控QPSK格式、16正交幅度调制QAM格式、32QAM格式、64QAM格式、128QAM格式、256QAM格式中的一种。

12.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述功率范围设置模块具体用于，当预先选择的基准调制格式为16QAM格式时，预设的功率备选范围为(0.2，1.0)和(1.0，1.8)；当预先选择的基准调制格式为256QAM格式时，预设的功率备选范围为(1.8，2.0)和(2.1，2.3)；当预先选择的基准调制格式为32QAM格式时，预设的功率备选范围为(0.1，0.5)、(0.5，0.9)和(0.9，1.3)；当预先选择的基准调制格式为64QAM格式时，预设的功率备选范围为(0.8，1.2)、(0.6，0.8)和(1.2，1.4)。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述功率范围设置模块具体用于，当预先选择的基准调制格式为16QAM格式时，将在功率备选范围(0.2，1.0)内确定的功率临界值作为第一临界值Pth1，将功率备选范围(0.2，1.0)内确定的功率临界值作为第二临界值Pth2，预设功率范围为[Pth1,Pth2]、(-∞,Pth1)、(Pth2,+∞)；当预先选择的基准调制格式为256QAM格式时，将在功率备选范围(1.8，2.0)内确定的功率临界值作为第三临界值Pth3，将功率备选范围(2.1，2.3)内确定的功率临界值作为第四临界值Pth4，预设功率范围为[Pth4,+∞)、[Pth3,Pth4)；当预先选择的基准调制格式为32QAM格式时，将在功率备选范围(0.1，0.5)内确定的功率临界值作为第五临界值Pth5，将功率备选范围(0.5，0.9)内确定的功率临界值作为第六临界值Pth6，将功率备选范围(0.9，1.3)内确定的功率临界值作为第七临界值Pth7，预设功率范围为[Pth5,Pth6]、(-∞,Pth5)、(Pth6,Pth7]；当预先选择的基准调制格式为64QAM格式时，将在功率备选范围(0.8，1.2)内确定的功率临界值作为第八临界值Pth8和第九临界值Pth9，Pth8小于Pth9，将功率备选范围(0.6，0.8)内确定的功率临界值作为第十临界值Pth10，将功率备选范围(1.2，1.4)内确定的功率临界值作为第十一临界值Pth11，预设功率范围为[Pth8,Pth9]、[Pth10,Pth11]。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述特征确定模块具体用于，采用公式确定所述正交调制信号相对于基准调制格式16QAM的第一功率分布特征值Ratio1，其中，P([Pth1,Pth2])为所述正交调制信号中符号的归一化功率落在[Pth1,Pth2]内的概率，P((-∞,Pth1],(Pth2,+∞))为所述正交调制信号中符号的归一化功率落在(-∞,Pth1]或(Pth2,+∞)内的概率；采用公式确定所述正交调制信号相对于基准调制格式256QAM的第二功率分布特征值Ratio2，其中，P([Pth4,+∞))为所述正交调制信号中符号的归一化功率落在[Pth4,+∞)内的概率，P([Pth3,Pth4))为所述正交调制信号中符号的归一化功率落在[Pth3,Pth4)内的概率；采用公式确定所述正交调制信号相对于基准调制格式32QAM的第三功率分布特征值Ratio3，其中，P([Pth5,Pth6])为所述正交调制信号中符号的归一化功率落在[Pth5,Pth6]内的概率，P((-∞,Pth5))为所述正交调制信号中符号的归一化功率落在(-∞,Pth5)内的概率，P((Pth6,Pth7])为所述正交调制信号中符号的归一化功率落在(Pth6,Pth7]内的概率；采用公式确定所述正交调制信号相对于基准调制格式64QAM的第四功率分布特征值Ratio4，其中，P([Pth8,Pth9])为所述正交调制信号中符号的归一化功率落在[Pth8,Pth9]内的概率，P([Pth10,Pth11])为所述正交调制信号中符号的归一化功率落在[Pth10,Pth11]内的概率。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

门限设置模块，用于预设使的值最大的第一门限值th1，其中：P(A(th1)|A)为当已知A信号为QPSK格式的信号时，A信号的Ratio1不小于th1的概率；P(B(th1)|B)为当已知B信号不是QPSK格式的信号时，B信号的Ratio1小于th1的概率；预设使的值最大的第二门限值th2，其中：P(A(th2)|A)为当已知A信号为256QAM格式或64QAM格式的信号、且A信号的Ratio1小于th1时，A信号的Ratio2不小于th2的概率；P(B(th2)|B)为当已知B信号为32QAM格式或128QAM格式或16QAM格式的信号、且B信号的Ratio1小于th1时，B信号的Ratio2小于th2的概率；预设使的值最大的第三门限值th3，其中：P(A(th3)|A)为当已知A信号为256QAM格式的信号、且A信号的Ratio1小于th1、A信号的Ratio2不小于th2时，A信号的Ratio4不小于th3的概率；P(B(th3)|B)为当已知B信号为64QAM格式的信号、且B信号的Ratio1小于th1、B信号的Ratio2不小于th2时，B信号的Ratio4小于th3的概率；预设使的值最大的第四门限值th4，其中：P(A(th4)|A)为当已知A信号为32QAM格式或128QAM格式的信号、且A信号的Ratio1小于th1、A信号的Ratio2小于th2时，A信号的Ratio3不小于th4的概率；P(B(th4)|B)为当已知B信号为16QAM格式的信号、且B信号的Ratio1小于th1、B信号的Ratio2小于th2时，B信号的Ratio3小于th4的概率；预设使的值最大的第五门限值th5，其中：P(A(th5)|A)为当已知A信号为32QAM格式的信号、且A信号的Ratio1小于th1、A信号的Ratio2小于th2、A信号的Ratio3不小于th4时，A信号的Ratio3不小于th5的概率；P(B(th5)|B)为当已知B信号为128QAM格式的信号、且B信号的Ratio1小于th1、B信号的Ratio2小于th2、B信号的Ratio3不小于th4时，B信号的Ratio3小于th5的概率。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述识别模块具体用于，当所述Ratio1不小于th1时，确定所述正交调制信号的调制格式为QPSK格式；当所述Ratio1小于th1、且Ratio2不小于th2、且Ratio4不小于th3时，确定所述正交调制信号的调制格式为256QAM格式；当所述Ratio1小于th1、且Ratio2不小于th2、且Ratio4小于th3时，确定所述正交调制信号的调制格式为64QAM格式；当所述Ratio1小于th1、且Ratio2小于th2、且Ratio3不小于th4、且Ratio3不小于th5时，确定所述正交调制信号的调制格式为32QAM格式；当所述Ratio1小于th1、且Ratio2小于th2、且Ratio3不小于th4、且Ratio3小于th5时，确定所述正交调制信号的调制格式为128QAM格式；当所述Ratio1小于th1、且Ratio2小于th2、且Ratio3小于th4时，确定所述正交调制信号的调制格式为16QAM格式。

17.一种数字信号处理器，其特征在于，包括如权利要求9-10,12-16任一所述的识别正交调制信号的调制格式的装置。

18.一种接收机，其特征在于，包括如权利要求9-10,12-16任一所述的识别正交调制信号的调制格式的装置。